在過去幾個(gè)月中，量子計(jì)算技術(shù)已經(jīng)取得了一些重大的突破，這顯示出該技術(shù)正以驚人的速度發(fā)展。

雖然量子計(jì)算目前仍主要處于學(xué)術(shù)界和專注于糾錯(cuò)研究的科研人員的領(lǐng)域，但各量子計(jì)算企業(yè)的路線圖表明，實(shí)用的量子機(jī)器已經(jīng)指日可待。

IBM 的路線圖顯示，今年將從現(xiàn)有的 Heron 機(jī)器轉(zhuǎn)向一種名為 Flamingo 的新設(shè)備，而 Flamingo 實(shí)際上是通過將兩臺(tái) Heron 設(shè)備連接在一起構(gòu)建的。在 2024 年 11 月舉行的首次量子計(jì)算開發(fā)者大會(huì)上，IBM 展示了一種稱為 L-couplers 的連接技術(shù)，該技術(shù)將兩顆 Heron R2 芯片通過四個(gè)最長達(dá) 1 米的連接器連接起來。Flamingo 標(biāo)志著一個(gè)為期三年的計(jì)劃的開始，該計(jì)劃旨在利用模塊化量子計(jì)算架構(gòu)，將量子設(shè)備上門（gate）的數(shù)量從 5,000 擴(kuò)增到 15,000，目標(biāo)直至 2028 年。

今年 2 月，Microsoft 發(fā)布了關(guān)于拓?fù)淞孔颖忍兀ǚQ為 Majorana 費(fèi)米子）的研究成果，公司預(yù)期這種量子比特將更穩(wěn)定，從而減少對(duì)糾錯(cuò)的需求。此外，Microsoft 還在研發(fā)一種名為 Majorana 1 的設(shè)備，可用于檢測(cè)這些量子比特，使其能夠應(yīng)用于量子計(jì)算任務(wù)。

Heligan Group 的戰(zhàn)略洞察總監(jiān) Will Ashford-Brown 表示： “我們每天都在向?qū)崿F(xiàn)面向?qū)嶋H應(yīng)用的商業(yè)量子使用邁進(jìn)。體積、散熱、價(jià)格、速度與影響力都是一系列持續(xù)改進(jìn)中的長期目標(biāo)，但我們似乎正處在商業(yè)應(yīng)用、投資與機(jī)遇敲門的時(shí)刻。”

他預(yù)計(jì)，新一代量子計(jì)算平臺(tái)的推出將引發(fā)顧客需求的激增。“目前，該市場主要局限于國家研究實(shí)驗(yàn)室和超級(jí)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，” Ashford-Brown 說道，“但商業(yè)采納正在啟動(dòng)，起步于科技巨頭。Microsoft, Amazon, Google 與 IBM 均已與量子計(jì)算初創(chuàng)企業(yè)展開合作，提供基于量子技術(shù)的云服務(wù)，或正在開發(fā)自有量子機(jī)器。”

工業(yè)應(yīng)用

在量子計(jì)算不斷演進(jìn)的同時(shí)，利用這一技術(shù)加速計(jì)算復(fù)雜問題的混合方案也備受關(guān)注。

例如，D-Wave 最近擴(kuò)展了其量子優(yōu)化產(chǎn)品，開展了多項(xiàng)舉措以促進(jìn)技術(shù)采納。該公司表示，F(xiàn)ord Otosan（這是 Ford Motor Company 與土耳其 Koc Holding 的一家合資企業(yè)）已經(jīng)在生產(chǎn)中部署了一款基于 D-Wave 技術(shù)的混合量子應(yīng)用，該應(yīng)用能夠簡化 Ford Transit 的制造流程。

美國則制定了一項(xiàng)為期 8 年的計(jì)劃，旨在使量子計(jì)算具備商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。Alice Bob、Quantinuum 和 Rigetti 等 10 家量子計(jì)算企業(yè)已被美國國防部選中，參與該機(jī)構(gòu)量子基準(zhǔn)測(cè)試計(jì)劃（ QBI ）第一階段的工作。該計(jì)劃旨在評(píng)估到 2033 年前構(gòu)建一臺(tái)具有工業(yè)實(shí)用性的量子計(jì)算機(jī)的可行性。

這些進(jìn)展僅是科技界大力開發(fā)量子計(jì)算及利用量子技術(shù)加速解決高難度計(jì)算問題的眾多努力中的一小部分快照。

M Squared Lasers 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Graeme Malcolm 認(rèn)為，現(xiàn)在需要一次決定性的商業(yè)推動(dòng)。他表示：“業(yè)內(nèi)正處于所謂‘量子死亡谷’的邊緣——這是從科研卓越邁向商業(yè)現(xiàn)實(shí)的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)變。”鑒于政府最近注入的資金，即將在英國投入 1.21 億英鎊以推動(dòng)量子技術(shù)的發(fā)展，他補(bǔ)充道：“我們必須將集體重點(diǎn)轉(zhuǎn)向工業(yè)化。一個(gè)沒有量子的國家，將失去關(guān)鍵的競爭優(yōu)勢(shì)。”

然而，盡管取得了諸多進(jìn)展，《經(jīng)濟(jì)學(xué)人影響》的一項(xiàng)調(diào)查顯示，有 57% 的受訪者認(rèn)為，對(duì)于量子計(jì)算的誤解正在切實(shí)阻礙其發(fā)展。調(diào)查結(jié)果表明，技術(shù)進(jìn)步與商業(yè)準(zhǔn)備之間存在脫節(jié)，這進(jìn)一步強(qiáng)化了在高層管理中加強(qiáng)溝通、教育和協(xié)調(diào)的重要性，以維持持續(xù)進(jìn)步的勢(shì)頭。

《經(jīng)濟(jì)學(xué)人影響》貿(mào)易、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)事件策劃負(fù)責(zé)人 Helen Ponsford 指出：“有 80% 的受訪者認(rèn)為展示特定行業(yè)的應(yīng)用案例對(duì)于加速采納至關(guān)重要，同時(shí)三分之二的人強(qiáng)調(diào)證明投資回報(bào)率的重要性。信息非常明確：量子技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)科學(xué)突破，其商業(yè)相關(guān)性必須緊隨其后，才能保持持續(xù)增長。”

第一塊量子拼圖

雖然通過平臺(tái)與軟件開發(fā)工具包使量子計(jì)算技術(shù)向軟件開發(fā)者開放已取得顯著進(jìn)展，但在討論量子計(jì)算時(shí)，安全問題絕不可或缺，這些問題必須在大規(guī)模應(yīng)用之前得到妥善解決。

談及量子安全密碼學(xué)，Arqit 首席密碼學(xué)家 Daniel Shiu 表示：“盡管一臺(tái)切實(shí)可用的量子計(jì)算機(jī)何時(shí)問世尚充滿不確定性，但有兩件事是明確的——業(yè)界正不斷進(jìn)步，而威脅已經(jīng)出現(xiàn)。除非當(dāng)前的系統(tǒng)得到充分保護(hù)，否則一旦量子機(jī)器面世，今天被攻破的系統(tǒng)數(shù)據(jù)也可能被解密。量子安全是我們現(xiàn)在就必須解決的問題。”